Состав атмосферы меняется с высотой следующим образом: чем выше атмосферный уровень, тем из более лёгких газов он состоит (тем он сильнее разреженный). 1 Это объясняется тем, что тяжёлые вещества, находящиеся в газах, тянутся вниз и застревают на нижних атмосферных слоях. 1

Процентное содержание составных частей сухого воздуха в нескольких нижних десятках километров (до 100–120 км) с высотой почти не меняется. 2 Воздух, находящийся в постоянном движении, хорошо перемешивается по вертикали, и атмосферные газы не расслаиваются по плотности. 2 Однако выше 100 км такое расслоение газов по плотности начинается и постепенно увеличивается с высотой. 2

Примерно до высоты 200 км преобладающим газом атмосферы остаётся азот. 2 Выше начинает преобладать кислород, причём кислород в атомарном состоянии: под действием ультрафиолетовой радиации Солнца его двухатомные молекулы разлагаются на заряженные атомы. 2 Выше 1000 км атмосфера состоит главным образом из гелия и водорода, причём водород — также в атомарном состоянии, то есть в виде заряженных атомов, — преобладает. 2

Процентное содержание водяного пара в воздухе тоже убывает с высотой. 3 На высоте 5 км упругость водяного пара и, следовательно, его содержание в воздухе в десять раз меньше, чем у земной поверхности, а на высоте 8 км — в сто раз меньше. 2 Таким образом, выше 10–15 км содержание водяного пара в воздухе ничтожно мало. 2